Ученые из Нидерландов и Швейцарии создали четырехколесный нано-автомобиль

Трехмерная модель наноразмерного четырехколесного

Трехмерная модель наноразмерного четырехколесного "автомобиля", созданного учеными из совместной Голландско-Швейцарской группы. (кликните картинку для увеличения)

15.11.2011 (9:42)
Просмотров: 3880
Рейтинг: 1.00
Голосов: 5

Теги:
наноструктура, нано-автомобиль, машина,
Технология >> Нанотехнология






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Наноструктуру, напоминающую по своей конструкции автомобиль, но имеющую размеры порядка 1 нм, создала совместная группа ученых из Нидерландов и Швейцарии. При движении по медной поверхности в качестве топлива это миниатюрное «транспортное средство» использует электроны, а точнее поток электронов от острия сканирующего туннельного микроскопа. Хотя пока еще рано говорить о создании полноценного нано-автомобиля, в будущем разработанное устройство может найти применение в нано-робототехнике, где вполне может осуществлять перемещение отдельных молекул или «перевозку» необходимых структурных материалов.

Молекулярные «машины» широко распространены в природе. Белки, например, могут перемещаться вдоль некой поверхности, транспортируя «на борту» груз молекулярного масштаба. Этот механизм перемещения «грузов» используется природой для формирования структур внутри живой клетки.

Цель многих ученых по всему миру заключается в создании искусственных «транспортных» белков. В этом направлении наблюдается существенный прогресс, ведь исследователи уже продемонстрировали одиночные молекулы, способные перемещаться по поверхности. Но до сих пор их движение было в основном пассивным: чтобы обеспечить их перемещение в определенном направлении, им необходимо было передать энергию извне.

Развивая эту тему, группа ученых из University of Groningen (Нидерланды) и их коллеги из Швейцарии предложили активную молекулярную конструкцию, способную самостоятельно перемещаться вдоль определенной траектории на поверхности.

Созданная структура в миллиард раз меньше обычного внедорожника. Молекулярный «автомобиль» построен на органической углеродной «раме» и имеет четыре «колеса», а точнее вращающихся сегмента, выполняющих роль колеса и связанных с «рамой» посредством углерод-углеродной двойной связи. Когда в непосредственной близости от этих связей располагается острие сканирующего туннельного микроскопа, они разрушаются и формируются снова. Этот процесс известен как изомеризация; он вызывает вращение «колеса» и, следовательно, перемещение нано-автомобиля.

Эксперименты показали, что за счет изменения «хиральности» (или симметрии) вращающихся частей, исследовательская группа могла производить «транспортные средства», перемещающиеся двумя способами. В первом случае автомобиль движется случайным образом. Стоит отметить, что такой вариант перемещения нано-машин был известен и ранее, до создания активных устройств. Во втором случае транспортное средство двигалось практически прямолинейно. С этим вариантом ученые нашли способ передвинуть молекулярную машину по поверхности таким образом, что могли контролировать направление. Это открытие стало важным шагом, приблизившим искусственные «транспортные средства» к созданным природой белкам.

Перед тем, как можно будет официально заявить о создании первого молекулярного транспорта, необходимо проделать еще много работы. На данный момент нано-автомобиль, фактически, питается энергией от внешнего сканирующего туннельного микроскопа, который и так может перетащить любую молекулу по поверхности, вне зависимости от ее природы. Но, по мнению коллег ученых из других исследовательских лабораторий, опубликованная в журнале Nature работа является одной из важнейших вех на пути к наномашинам, выполняющим полезную работу.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное





Rambler's Top100